電気回路のループの必要性

電気回路における電圧と電流の概念がよくわからないので質問したいのですが、、、

直流の電気回路において、電池のプラス極とマイナス極を接続して、ループをつくらないといけないという理由がわかりません。

2つ電池(電池A、Bとします)を用意して、電池Aのプラス極と電池Bのマイナス極を接続したときには電流は流れないのでしょうか?(電池Aのマイナス極と電池Bのプラス極は接続しないこととします。)

No.2 回答者： mtaka2 回答日時： 2009/02/12 07:28

電気の流れは水の流れ、電池とはポンプのようなものだと考えてください。

普通の電気回路とかは、ポンプの出水側から水が流れ出て、ぐるっと回って最終的に同じポンプの取水側に入っていくようなものです。
ポンプを動かすと、水が循環するので、ずっと水が流れ続けます。

ここで、二つのポンプを用意して、一つのポンプの出水側からもう一つのポンプの取水側に水が流れるようにした場合、ポンプを動かしても水の循環は出来ません。

電流とは「電子の流れ」です。電子の流れが循環するようにしないと、
電流を流しつづけることはできないのです。

この回答へのお礼

「流し続ける」ためにループが必要だということが直感的にわかりました。
ありがとうございました。

お礼日時：2009/02/15 20:56

No.1 回答者： ichiro-hot 回答日時： 2009/02/12 07:14

直流電気回路は普通なら定常電流を扱いますね。

恒常的に電流が流れ続けることを前提としています。そのためには電流がなかれ続けることが必要になります。そのために回路には電流の湧き出し口である陽極と吸い込み口である陰極が必要で、その間に流れていく通路（＝回路）がつながって（閉じて）いる必要が有ります。でなければどこかにたまってしまうか流れが止まってしまうことになります。定常的な電流が流し続けることを前提として回路は閉じている必要が有ります。

　閉じていない例には、コンデンサーを含む回路が有ります。回路は閉じていても、コンデンサは内部的には平行な電極が有るだけで接触しているわけではなく、微視的に見るとコンデンサでは回路が切れていることになります。この場合にはコンデンサが帯電していなければそのコンデンサが蓄えることのできるまでは（電荷が飽和するまでは）電流が流れますが、コンデンサが飽和すると電流は流れなくなります。これはコンデンサの電極にたまった電荷によって電気を押し戻そうとする「逆起電力」が生じて電池の起電力とつりあったからだと考えることもできます。つりあったらそれ以上電流は流れません。

　ほかにバンデグラーフの発電機がありますね。モーターとベルトで摩擦電気を起こして、頭部の金属球の表面に電気を蓄えています。これも回路としては閉じているわけでは有りません。しかし電気を押し出す（＝吸い込む）力（＝起電力）が大きく何万Ｖという単位の大きさなので、蓄える電気量もかなりの大きさになって、周囲に非常に強い電界が生じます。そしてある程度以上の電圧に達すると空中放電を起こし瞬間的に大きな電流が流れることになります。この場合も「放電が起こっていないとき」は回路は閉じていなくて「電気を蓄える」だけですが、「放電が起こった瞬間」は真空や空気といえども導体になって回路の一部になって「回路が閉じて電流が流れる」ことになります。放電が起こっている間は回路は閉じていることになります。

　電池そのものや、ただ電線を電池につけただけの状態では電極や電線がすぐに電荷で飽和してしまって、それ以上電流は流れなくなります。電極の金属や電線を容量の非常に小さなコンデンサと考えてもいいかもしれません。ちょっと瞬間的に電流が流れるが、すぐに飽和してしまいすぐに流れなくなると考えてみて下さい。

この回答へのお礼

なるほど。ループは「流し続ける」ためのものなんですね。
まだ勉強し始めたばかりなので、ご回答いただいた内容を
すべてを理解できたわけではないのですが、
ループの必要性と、ループがなくても一瞬なら電流が流れることがわかり、
大変勉強になりました。ありがとうございました。

お礼日時：2009/02/15 20:51